[发明专利]一种核壳结构自交联丙烯酸乳液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子乳液合成领域，由其涉及一种核壳结构自交联丙烯酸乳液及其制备方法。

背景技术

金属材料的应用已经越来越广泛，尤其是钢铁，应用在了很多重要领域，因此，它的防护措施受到了很大的重视。目前市场的水性带锈或防锈涂料性能和作用效果不够理想，原因是他们采用的丙烯酸酯乳液，其耐水性、防腐蚀性及物化指标较差，达不到预期效果。水性丙烯酸防锈乳液耐腐蚀性不佳的原因主要如下：①亲水性乳化剂的存在使膜的耐水性差；②水性涂料中出现的闪锈、闪蚀问题；③交联密度不够，涂层致密性差，耐盐雾差；④最低成膜温度较高；⑤附着力差等等。

为了得到性能优异的丙烯酸乳液，人们纷纷把目光投向对丙烯酸乳液的改性，改性手段主要从以下三个方面进行：（1）降低丙烯酸乳液漆膜中亲水基团含量，譬如在丙烯酸乳液合成过程中加入磷酸酯类单体；（2）提高丙烯酸乳液漆膜对水和氧气的阻隔屏蔽能力，譬如在在丙烯酸乳液合成过程中加入疏水单体；（3）通过设计特定粒子结构的丙烯酸乳液，增强丙烯酸乳液的防腐性能。

同时，在工业涂料的防腐应用中，通过在树脂乳液中添加一定的缓蚀剂延缓漆膜的耐腐蚀性，但是，作为小分子的缓蚀剂在漆膜中容易迁移，导致其耐腐蚀效果并不稳定，且小分子缓蚀剂在漆膜中的分散性较差，不能在漆膜表面完全起到相应的耐腐蚀效果。

目前，耐腐蚀丙烯酸乳液的合成研究主要聚焦在丙烯酸单体、功能单体、结构和合成方法的改进，制备方法复杂，成本较高，制备得到的丙烯酸乳液的综合性能不是很好。为此，提供一种耐腐蚀性高、耐水性好，能延长防腐效果、涂层致密性高的丙烯酸乳液制备方法是现在急需的研究方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种核壳结构自交联丙烯酸乳液及其制备方法，所述丙烯酸乳液具有核壳结构，能再室温下进行自交联提高涂层致密性，在合成过程中选择磷酸酯类单体、偏氯乙烯和有机氟活性单体等作为功能单体提高涂层的耐水性和附着力；同时将有机缓蚀剂包埋在聚合物内部，提高了有机缓蚀在乳液中的分散性，同时延缓了其在漆膜中迁移，大大延长了丙烯酸乳液的耐腐蚀周期，本合成方法不需要消耗有机溶剂，生产过程安全，环保，综合成本较低。

本发明所述的一种核壳结构的自交联丙烯酸乳液，其特征在于：核部分的原料含有丙烯酸类硬单体、自交联单体I、偏氯乙烯、有机缓蚀剂、乳化剂I和引发剂I，壳部分的原料含有丙烯酸类软单体，自交联单体II、乳化剂II、磷酸酯类单体，有机氟活性单体和引发剂II，核部分与壳部分原料的重量比为1:1-1:2；

其中，按照核部分原料总重量100份计，丙烯酸类硬单体用量30-40份，自交联单体I用量为5-10份，偏氯乙烯用量为10-15份，有机缓蚀剂用量为1-4份，乳化剂I用量为2-4份，引发剂I用量为1-3份，余量为去离子水；按照壳部分原料总重量100份计，丙烯酸类软单体用量20-35份，自交联单体II用量为5-10份，有机氟活性单体为10-15份，磷酸酯类单体用量3-5份，乳化剂II用量为5-10份，引发剂II用量为1-3份，余量为去离子水；

所述丙烯酸类硬单体为苯乙烯，甲基丙烯酸甲酯或其混合物；

所述丙烯酸类软单体为丙烯酸丁酯，丙烯酸-2-乙基己酯，丙烯酸，丙烯酸羟乙酯中的一种或几种；

所述自交联单体I为双丙酮丙烯酰胺，甲基丙烯酸缩水甘油酯，乙酰乙酸甲基丙烯酸乙二醇酯中的一种或几种；

所述自交联单体II为己二酸二肼，碳酸二酰肼，草酸二酰肼，丁二酸二酰肼中的一种或几种；

有机缓蚀为苯并三氮唑或巯基苯并噻唑；

乳化剂I为：阴离子表面活性或非离子表面活性剂，优选十二烷基苯磺酸钠，十二烷基硫酸钠，烷基酚聚氧乙烯醚，脂肪醇聚氧乙烯醚；

乳化剂II为磷酸酯乳化剂，优选烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯；

磷酸酯类单体为PAM-100，PAM-200中的一种或两种；

有机氟活性单体为甲基丙烯酸十二氟庚酯，（甲基）丙烯酸六氟丁酯中的一种或多种；

引发剂I和引发剂II为过硫酸盐引发剂，选自过硫酸钾，过硫酸钠，或过硫酸铵中的一种。

所述丙烯酸类硬单体和丙烯酸类软单体的重量比为1:0.8-1:3。

同时，本发明还提供一种核壳结构的自交联丙烯酸乳液的制备方法，包括如下步骤：

（1）核部分乳液的制备